JP4816637B2 - Load port and load port control method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体基板を収納した基板収納容器の蓋を開閉するロードポートに関し、特に載置された基板収納容器の向きにかかわらず開閉可能な反転式ロードポートおよびその制御方法に関する。 The present invention relates to a load port that opens and closes a lid of a substrate storage container that contains a semiconductor substrate, and more particularly, to an inversion load port that can be opened and closed regardless of the direction of a substrate storage container placed thereon and a control method thereof.
従来、載置されたFOUPの向きにかかわらず開閉可能な反転式ロードポートは、図4に示すようになっている(例えば、特許文献1参照)。
図において、41は、FOUPを載置する搭載板である。42および43は、搭載板41を回転させる回転・昇降手段である。44はステージであり、搭載板41からFOUPが受け渡された後、テーブル45上を矢印D方向へ移動する。47は、FOUPの蓋を開閉するロードポートドアである。図において、FOUPが搭載板41に載置されると、その後、回転・昇降手段42、43により搭載板41が回転させられ、搭載板41上のFOUPの取出口がロードポートドア47に正対させられる。FOUPの取出口がロードポートドア47に正対させられると、回転・昇降手段42、43により搭載板が降される。搭載板41が下降していくとFOUPの一部がステージ44に接触し、引き続き搭載板41が下降していくとFOUPは搭載板41上から離れ、完全にステージ44上に載置される。その後、ステージ44がテーブル45上を矢印D方向へ移動すると共に、FOUPがロードポートドア47にドッキングし、FOUPドアが開かれ、FOUP内部の基板が半導体製造装置に引き渡される。Conventionally, a reversible load port that can be opened and closed regardless of the direction of the mounted FOUP is as shown in FIG. 4 (see, for example, Patent Document 1).
In the figure,
このように、従来のロードポートによれば、FOUPを搭載板41からステージ44に引き渡すための引渡手段を別途設置する必要がなく、搭載板41を下降させることでFOUPをステージ44へ引き渡すことができる。
従来のロードポートは、回転・昇降手段42、43の制御部を収めた支持片46が大きくロードポート前方に張り出す構造となっていて、ロードポート前方側に接続されるストッカ等は構造上の制約を受けるという問題があった。また、ロードポート設置時や、メンテナンス時に障害になるという問題があった。さらに、FOUPを最初に載置する搭載板41とステージ44が独立しているため、搭載板41からステージ44にFOUPを受け渡しする際には、ステージ44を所定の位置に位置決めする必要があり、シンプルな構造ではないため、コストや信頼性の問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、反転式であるにもかかわらず、支持片が張り出すことの無いコンパクトな反転式ロードポートを提供することを目的とする。さらに、動作効率の高い反転式ロードポートを提供する。The conventional load port has a structure in which the
The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide a compact reversible load port in which a support piece does not protrude even though it is reversible. Furthermore, an inverting load port with high operating efficiency is provided.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、基板収納容器を載置するための第1ステージと、前記基板収納容器を固定するクランプを備え、前記第1ステージの下方で前記第1ステージと重なるよう配置された第2ステージと、前記第1ステージと前記第2ステージとを共に回転させる回転機構と、前記回転機構に固定され、前記第1ステージのみを前記第2ステージに対して昇降させる昇降機構と、前記基板収納容器の蓋を開閉させるロードポートドアに向かって前記第1ステージと前記第2ステージとを移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とするロードポートとするものである。
請求項2に記載の発明は、前記第1ステージに、前記基板収納容器を固定するクランプを備えたことを特徴とする請求項1記載のロードポートとするものである。
請求項3に記載の発明は、前記移動機構、前記回転機構、前記昇降機構または前記クランプのいずれかが、所定の位置に到達したことを検出する位置センサを備えたことを特徴とする請求項1または2記載のロードポートとするものである。
請求項4に記載の発明は、前記移動機構、前記回転機構、前記昇降機構または前記クランプいずれかの動作開始からの時間経過を監視するタイマを備えたことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のロードポートとするものである。
請求項5に記載の発明は、前記第1ステージは、前記回転機構によって平面視において偏心回転することを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載のロードポートとするものである。
請求項6に記載の発明は、前記回転機構は、ロータリシリンダと、ベルト・プーリ機構と、を備えることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載のロードポートとするものである。
請求項7に記載の発明は、前記ロータリシリンダに代えて、電気モータとしたことを特徴とする請求項6記載のロードポートとするものである。
請求項8に記載の発明は、前記昇降機構は、エアシリンダであることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載のロードポートとするものである。
請求項9に記載の発明は、基板収納容器を載置する第1ステージと、前記基板収納容器を固定するクランプを備え、前記第1ステージの下方で前記第1ステージと重なるよう配置された第2ステージと、前記第1ステージと前記第2ステージとを共に回転させる回転機構と、前記回転機構に固定され、前記第1ステージのみを前記第2ステージに対して昇降させる昇降機構と、前記基板収納容器の蓋を開閉させるロードポートドアに向かって前記第1ステージと前記第2ステージとを移動させる移動機構と、を備えたロードポートの制御方法であって、前記基板収納容器が前記第1ステージに載置されるステップと、前記第1ステージが下降動作するステップと、前記第2ステージに設けられたクランプが前記基板収納容器を固定するステップと、前記第1ステージと前記第2ステージとが共に回転動作するステップと、前記第1ステージと前記第2ステージとが前記ロードポートドアに向かって動作するステップと、を含むことを特徴とするロードポートの制御方法とするものである。
請求項10に記載の発明は、前記ステップのうち任意のステップにおける動作が所定のインターロック条件を満たした後、他のステップが実行されることを特徴とする請求項9に記載のロードポートの制御方法とするものである。
請求項11に記載の発明は、前記所定のインターロック条件は、前記動作が所定の位置に到達したことを検出する位置検出センサの検出信号出力であることを特徴とする請求項10記載のロードポートの制御方法とするものである。
請求項12に記載の発明は、前記所定のインターロック条件は、タイマによる所定の時間経過であることを特徴とする請求項10記載のロードポートの制御方法とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is provided with a first stage for mounting the substrate storage container and a clamp for fixing the substrate storage container, and is arranged to overlap the first stage below the first stage. A second stage, a rotation mechanism that rotates the first stage and the second stage together, a lifting mechanism that is fixed to the rotation mechanism and moves up and down only the first stage with respect to the second stage , The load port includes a moving mechanism that moves the first stage and the second stage toward a load port door that opens and closes the lid of the substrate storage container .
According to a second aspect of the present invention, the load port according to the first aspect is provided with a clamp for fixing the substrate storage container on the first stage.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a position sensor for detecting that any one of the moving mechanism, the rotating mechanism, the elevating mechanism, or the clamp has reached a predetermined position. The load port described in 1 or 2 is used.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a timer for monitoring the passage of time from the start of any one of the moving mechanism, the rotating mechanism, the elevating mechanism, or the clamp. The load port described in the above.
According to a fifth aspect of the present invention, in the load port according to any one of the first to fourth aspects, the first stage is eccentrically rotated in a plan view by the rotation mechanism.
A sixth aspect of the present invention is the load port according to any one of the first to fifth aspects, wherein the rotating mechanism includes a rotary cylinder and a belt / pulley mechanism.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a load port according to the sixth aspect, wherein an electric motor is used instead of the rotary cylinder.
The invention according to claim 8 is the load port according to any one of claims 1 to 7, wherein the elevating mechanism is an air cylinder.
The invention according to claim 9 is provided with a first stage on which the substrate storage container is placed and a clamp for fixing the substrate storage container, and is arranged to overlap the first stage below the first stage. Two stages, a rotation mechanism that rotates both the first stage and the second stage, a lifting mechanism that is fixed to the rotation mechanism and moves up and down only the first stage relative to the second stage, and the substrate A load port control method comprising: a moving mechanism that moves the first stage and the second stage toward a load port door that opens and closes a lid of the storage container , wherein the substrate storage container is the first storage device . step of the method which is placed on the stage, the steps of the first stage is operated downward, the clamp provided on the second stage for fixing the substrate storage container When, characterized in that it comprises a step of the first stage and the second stage is rotated operate together, the steps of the first stage and the second stage is operated toward the load port door, the This is a load port control method.
The invention according to claim 10 is the load port according to claim 9, wherein another step is executed after an operation in an arbitrary step among the steps satisfies a predetermined interlock condition. This is a control method.
The invention according to
The invention according to
本発明によると、ステージが回転するため、基板収納容器の載置方向に制約が無く、ロードポートが接続される装置の形態に応じて柔軟に対応できる。また、ステージ自体が昇降、回転動作を行うためコンパクトである。
また、本発明によると、ロードポート各軸の動作を同時に行うことができるので、動作効率が高く、スループットが向上する。
According to the present invention, since the stage rotates, there is no restriction on the mounting direction of the substrate storage container, and it is possible to flexibly cope with the form of the apparatus to which the load port is connected. The stage itself is compact because it moves up and down and rotates.
In addition, according to the present invention, the operation of each axis of the load port can be performed simultaneously, so that the operation efficiency is high and the throughput is improved.
11 ドア
12 ステージ
13 クランプ
15a、15b 吸着手段
16a、16b ラッチキー
31 ロータリシリンダ
32 プーリ
33 ベルト
34 プーリ
35 部材
36 リフトステージ
37a、37b、37c キネマチックピン
38 ドックステージ
39 エアシリンダ11
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のロードポートの斜視図である。図において、12はFOUP等の基板収納容器を載置するステージである。13は、載置された基板収納容器を固定するためのクランプである。15a、15bは、基板収納容器の蓋を吸着するための吸着手段である。16a、16bは、基板収納容器の蓋のキーを開閉するためのラッチキーである。11はステージ12に載置された基板収納容器の蓋を開閉するためのロードポートドアである。
FIG. 1 is a perspective view of the load port of the present invention. In the figure,
図2は、本発明のロードポートの側面図である。本ロードポートのステージ12は昇降手段(リフト軸)を備えており、ステージ12が昇降可能な構成となっている。図において、(a)はリフト軸が降下した状態を示し、(b)は上昇した状態を示している。また、図示しないが、ステージ12は、回転軸を備えており、ステージ12が回転可能な構成となっている。ステージ12の内部は、後述するリフトステージ36とドックステージ38で構成されている。
ここで、本発明が特許文献1と異なる点は、ステージ12自体が昇降と回転を行い、搭載板と搭載板の回転・昇降手段の制御部を収めた支持片を不要とした点である。FIG. 2 is a side view of the load port of the present invention. The
Here, the present invention is different from Patent Document 1 in that the
図3は、本発明のロードポートの昇降・回転を行うための内部機構を示す説明図である。なお、破線はカバーを示している。図において、36は第1ステージであって、本実施例においてはリフトステージである。リフトステージ36は、エアシリンダ39の本体側に固定されており、エアシリンダ39の駆動に伴って、リフトステージ36は昇降する。37はキネマチックピンであり、リフトステージ36に固定されている。キネマチックピン37a、37cは、載置された基板収納容器の位置決めを行うためのもので、従来のものと同一である。31はロータリシリンダであり、圧空によって回転駆動される。一方、ロータリシリンダ31は、プーリ32、ベルト33およびプーリ34で構成されるベルト・プーリ機構を駆動する。35は、プーリ34に固定された部材であり、エアシリンダ39のシャフトが固定されている。38は第2ステージであって、本実施例においてはドックステージである。ドックステージ38は、フレーム(図示しない)を介して部材35に固定されている。ロータリシリンダ31は、リニアガイド(図示しない)に取り付けられ、部材35は軸受けを介して同一のリニアガイドに取り付けられている。すなわち、エアシリンダ39、部材35、リフトステージ36およびドックステージ38は、一体的に紙面左右方向に移動する。また、クランプ(図示しない)および正常載置センサ(図示しない)は、ドックステージ38に設けられている。したがって、クランプおよび正常載置センサは、リフトステージ36が上昇した状態においては、ステージ12の中に埋没した状態となり、外部からは視認できない。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an internal mechanism for moving the load port up and down and rotating according to the present invention. A broken line indicates a cover. In the figure,
次に、ステージの昇降・回転動作について説明する。エアシリンダ39が駆動されてシャフトが押し出されると、エアシリンダ39の本体が上昇すると共に、エアシリンダ39の本体に固定されたリフトステージ36が上昇する。反対にエアシリンダ39が駆動されてシャフトを引き込むと、リフトステージ36は降下する。すなわち、エアシリンダ39の駆動に伴い、リフトステージ36は昇降する。
一方、ロータリシリンダ31が回転駆動されると、プーリ32、ベルト33およびプーリ34で構成されるベルト・プーリ機構を駆動し、プーリ34に固定された部材35を回転させる。部材35の回転とともに、エアシリンダ39に固定されたリフトステージ36が回転する。ここで、部材35の回転中心は、ステージ12の中心に対してオフセットしているため、ステージ12は、偏心して回転する。ステージ12を偏心回転させるのは、隣接して設置されたロードポートに載置された基板収納容器が互いに干渉しないようにするためであり、本実施例においては、ステージ12に載置された基板収納容器自体の旋回(回転)領域を直径505mm以内に抑えている。
なお、ステージ12の昇降・回転動作を別個に説明したが、昇降・回転動作は同時に行うことも可能である。Next, the raising / lowering / rotating operation of the stage will be described. When the
On the other hand, when the
In addition, although raising / lowering / rotating operation | movement of the
次に、基板収納容器の蓋がロードポートドア11に対向せずに載置されたときのロードポート全体の動作、特に基板収納容器のオープン動作について説明する。基板収納容器のオープン動作は、ステージ12(リフトステージ36)が上昇した状態を初期状態として、以下の手順で行われる。
(1)基板収納容器がステージ12に載置される。
(2)ステージ12(リフトステージ36)が下降する。
(3)クランプが基板収納容器をクランプする(クランプ動作)。
(4)基板収納容器を載置した状態でステージ12が回転し、基板収納容器の取出口側が、ロードポートドア11に対向する(回転動作)。
(5)ステージ12が図3の紙面右方向に移動し、基板収納容器の蓋がロードポートドア11にドッキングする(ドッキング動作)。
(6)吸着手段15a、15bが基板収納容器の蓋を吸着する。
(7)ラッチキー16a、16bが基板収納容器のキーを回してドアのロックを解除する。
以降の動作は、従来のロードポートと同一であるので、省略する。なお、上記手順(4)および(5)は同時に行っても良い。Next, the operation of the entire load port when the lid of the substrate storage container is placed without facing the
(1) The substrate storage container is placed on the
(2) The stage 12 (lift stage 36) is lowered.
(3) The clamp clamps the substrate storage container (clamping operation).
(4) The
(5) The
(6) The suction means 15a and 15b suck the lid of the substrate storage container.
(7) The
Subsequent operations are the same as those of the conventional load port, and are therefore omitted. The procedures (4) and (5) may be performed simultaneously.
ここで、基板収納容器の蓋がロードポートドアに対向して載置される場合は、上記手順(4)の動作は不要である。また、オペレータがマニュアルで手順(1)を実行する場合は、初期状態としてステージ12(リフトステージ36)を上昇させること、および手順(2)も不要となる。すなわち、基板収納容器の載置方法に応じて上記手順を取捨選択することで、柔軟に対応することができ、反転機能のない従来のロードポート同様に取り扱うこともできる。
以上のように、本実施例におけるロードポートは、ステージが回転するため、基板収納容器の載置方向に制約が無く、ロードポートが接続される装置の形態に応じて柔軟に対応できる。また、ステージ自体が昇降、回転動作を行うためコンパクトであり、フットプリントを小さくできる。Here, when the lid of the substrate storage container is placed facing the load port door, the operation of the procedure (4) is not necessary. Further, when the operator manually executes the procedure (1), it is not necessary to raise the stage 12 (lift stage 36) and the procedure (2) as an initial state. That is, by selecting the above procedure according to the method for placing the substrate storage container, it is possible to respond flexibly, and it can be handled in the same manner as a conventional load port without an inversion function.
As described above, since the stage rotates in the load port in this embodiment, there is no restriction in the mounting direction of the substrate storage container, and the load port can be flexibly handled according to the form of the apparatus to which the load port is connected. Further, the stage itself moves up and down and rotates, so that the stage is compact and the footprint can be reduced.
次に、本発明の第2実施例となるロードポートについて説明する。本実施例におけるロードポートは、クランプがリフトステージに設けられている。それ以外の構成は、第1実施例と同一であるので、詳細な説明は省略する。
そして、基板収納容器のオープン動作は以下の手順で行われる。
(1)基板収納容器がステージ12に載置される。
(2)クランプが基板収納容器をクランプする(クランプ動作)。
(3)ステージ12(リフトステージ36)が下降する。
(4)基板収納容器を載置した状態でステージ12が回転し、基板収納容器の取出口側が、ロードポートドア11に対向する(回転動作)。
(5)ステージ12が図3の紙面右方向に移動し、基板収納容器の蓋がロードポートドア11にドッキングする(ドッキング動作)。Next, the load port according to the second embodiment of the present invention will be described. In the load port in this embodiment, a clamp is provided on the lift stage. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
And the opening operation | movement of a board | substrate storage container is performed in the following procedures.
(1) The substrate storage container is placed on the
(2) The clamp clamps the substrate storage container (clamping operation).
(3) The stage 12 (lift stage 36) is lowered.
(4) The
(5) The
以降は第1実施例と同様であるので省略する。なお、上記手順(2)〜(5)の動作は、同時に行ってもよい。また、手順(3)〜(5)の任意の動作を選択して同時に行ってもよい。ただし、ドッキング動作が他の動作よりも短時間で完了する場合には、基板収納容器がロードポート本体に干渉することを避けるために、手順(5)においてドッキング動作完了前に手順(3)、(4)の全ての動作を完了しておく必要がある。 Since the subsequent steps are the same as those in the first embodiment, a description thereof will be omitted. In addition, you may perform the operation | movement of the said procedure (2)-(5) simultaneously. Moreover, you may select and perform arbitrary operation | movement of procedure (3)-(5) simultaneously. However, when the docking operation is completed in a shorter time than other operations, in order to avoid the substrate storage container from interfering with the load port body, the procedure (3), It is necessary to complete all the operations in (4).
上記手順の動作を同時に行う一例として、回転動作(手順(4))とドッキング動作(手順(5))のみを同時に行う場合について説明する。ここで、ドッキング動作は回転動作よりも短時間で完了するものとし、インターロックとしてステージが所定の回転位置に到達したことを検出する検出手段が設けられているものとする。
まず、手順(3)実行完了後、ロードポートのコントローラは、回転動作指令を出してステージ12を回転させる。次に、ステージが所定の回転位置に到達すると、検出手段はコントローラに対して信号(インターロック信号)を出力する。次に、コントローラは出力された信号を受け、ドッキング指令を出す。その後は、回転動作とともにドッキング動作が同時に行われる。
このように回転動作中にドッキング動作を開始することで、回転動作とドッキング動作を個別に行うよりも動作時間が短くなり、動作効率が向上する。As an example of performing the operations of the above procedure at the same time, a case where only the rotation operation (procedure (4)) and the docking operation (procedure (5)) are performed simultaneously will be described. Here, it is assumed that the docking operation is completed in a shorter time than the rotation operation, and detection means for detecting that the stage has reached a predetermined rotation position is provided as an interlock.
First, after completion of the procedure (3), the load port controller issues a rotation operation command to rotate the
By starting the docking operation during the rotation operation in this way, the operation time is shorter than when the rotation operation and the docking operation are performed separately, and the operation efficiency is improved.
なお、上記検出手段は、所定の位置に到達したことを検出する位置センサであっても良い。また、上記各動作の開始指令からの時間をタイマ監視し、所定の時間経過をもって、検出とみなしても良い。いずれにせよ、回転動作中にドッキングが先に完了して基板収納容器がロードポートに干渉することが無いような位置を検出できるものであれば、任意でよい。
また、同時動作は上記回転動作とドッキング動作に限られるものではなく、任意の他の軸の組合せであっても良い。さらには、2軸の同時動作に限られるものではなく、複数の軸を同時動作させても良い。The detecting means may be a position sensor that detects that a predetermined position has been reached. Further, the time from the start command of each operation may be monitored by a timer, and may be regarded as detection when a predetermined time has elapsed. In any case, any position may be used as long as it can detect the position where docking is completed first during the rotation operation and the substrate storage container does not interfere with the load port.
Further, the simultaneous operation is not limited to the rotation operation and the docking operation, and any other combination of axes may be used. Furthermore, it is not limited to the simultaneous operation of two axes, and a plurality of axes may be operated simultaneously.
以上のように、本実施例におけるロードポートは、クランプがリストステージに設けられているため、基板収納容器をクランプ後、ドッキングまで動作を同時に実行できるので動作効率が良く、スループットが向上する。 As described above, since the load port in this embodiment is provided with the clamp on the wrist stage, the operation can be performed simultaneously after clamping the substrate storage container and then docking, so that the operation efficiency is good and the throughput is improved.
なお、上記2つの実施例において、本発明のロードポートはエアシリンダを駆動手段としているが、電気モータを駆動手段としても良い。
また、ステージ12を回転させる機構は、ベルト・プーリ機構としているが、本機構によらず、ロータリシリンダによるダイレクトドライブとしても良い。In the two embodiments described above, the load port of the present invention uses the air cylinder as the driving means, but an electric motor may be used as the driving means.
Further, the mechanism for rotating the
Claims (12)
前記基板収納容器を固定するクランプを備え、前記第1ステージの下方で前記第1ステージと重なるよう配置された第2ステージと、
前記第1ステージと前記第2ステージとを共に回転させる回転機構と、
前記回転機構に固定され、前記第1ステージのみを前記第2ステージに対して昇降させる昇降機構と、
前記基板収納容器の蓋を開閉させるロードポートドアに向かって前記第1ステージと前記第2ステージとを移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とするロードポート。 A first stage for placing a substrate storage container;
A second stage provided with a clamp for fixing the substrate storage container, and arranged to overlap the first stage below the first stage;
A rotation mechanism for rotating the first stage and the second stage together;
An elevating mechanism fixed to the rotating mechanism and elevating only the first stage relative to the second stage ;
A moving mechanism that moves the first stage and the second stage toward a load port door that opens and closes the lid of the substrate storage container ;
A load port characterized by comprising
前記基板収納容器を固定するクランプを備え、前記第1ステージの下方で前記第1ステージと重なるよう配置された第2ステージと、
前記第1ステージと前記第2ステージとを共に回転させる回転機構と、
前記回転機構に固定され、前記第1ステージのみを前記第2ステージに対して昇降させる昇降機構と、
前記基板収納容器の蓋を開閉させるロードポートドアに向かって前記第1ステージと前記第2ステージとを移動させる移動機構と、
を備えたロードポートの制御方法であって、
前記基板収納容器が前記第1ステージに載置されるステップと、
前記第1ステージが下降動作するステップと、
前記第2ステージに設けられたクランプが前記基板収納容器を固定するステップと、
前記第1ステージと前記第2ステージとが共に回転動作するステップと、
前記第1ステージと前記第2ステージとが前記ロードポートドアに向かって動作するステップと、
を含むことを特徴とするロードポートの制御方法。 A first stage on which a substrate storage container is placed;
A second stage provided with a clamp for fixing the substrate storage container, and arranged to overlap the first stage below the first stage;
A rotation mechanism for rotating the first stage and the second stage together;
An elevating mechanism fixed to the rotating mechanism and elevating only the first stage relative to the second stage ;
A moving mechanism that moves the first stage and the second stage toward a load port door that opens and closes the lid of the substrate storage container ;
A load port control method comprising:
Placing the substrate storage container on the first stage ;
A step of lowering the first stage ;
A clamp provided on the second stage fixes the substrate container ;
The first stage and the second stage rotating together ;
The first stage and the second stage moving toward the load port door ;
A load port control method comprising:
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